Gyümölcselem
Főző Attila László
2007/12/02 14:45
3921 megtekintés
A cikk már legalább egy éve nem frissült, az akkor még aktuális információk lehet, hogy mára elavultak.

Akciófilmekben időnként feltűnnek olyan szakavatott kommandósok, akik néhány hétköznapi anyagból hipp-hopp bombát vagy áramforrást készítenek. Cikkünkben a gyümölcsök használatát mutatjuk be áramforrásként.

Galvani laboratóriuma Amikor Luigi Galvani laboratóriumában 1790-ben a békacombokat rézkampóra akasztották és acélkésekkel értek hozzá, azok összerándultak. Az olasz tudós ezt valamiféle bioelektromossággal magyarázta és nem vette észre, hogy a jelenség csak akkor lép fel, ha a békacombokhoz különböző anyagi minőségű fémek érnek hozzá. 1792-ben Galvani nagy tisztelője és honfitársa Alessandro Volta ismerte fel a jelenség lényegét és készítette el az első kémiai áramforrást, amelyet Galvani tiszteletére galvánelemnek nevezünk.  Zöldség- és gyümölcselem   Szükséges anyagok és eszközök: nedvtartalmú zöldség vagy gyümölcs (pl. burgonya, alma, citrom, narancs), rézlemez, cinklemez, 2 db vezeték banándugóval és krokodilcsipesszel, mérőműszer. Az így kapott galvánelem lényege a két fémelektród. Amikor a fémek a citrom levével érintkeznek, fémionok kerülnek az oldatba. Lassú kémiai reakciók indulnak meg ezután. Az egyikben a rézionok a rézlemezre igyekeznek kiválni, míg a másikban a cinklemez oldódni kezd.   Cu2+ + 2e- = Cu (redukció) KATÓD (+)  Zn = Zn2+ + 2 e- (oxidáció) ANÓD (-) A két fenti folyamat egy redoxireakcióval fejezhető ki: Cu2+ + Zn = Cu + Zn2+  A redoxi folyamat két lépése azonban térben nem egy helyen zajlik és sebességét tekintve lassú. A   térbeli elrendezés miatt a fenti két folyamat mellett ionvándorlás is zajlik a citromban. Ezek az ionok igyekeznek kiegyenlíteni a töltéskülönbséget, hiszen a rézlemez környezetében csökken, a cinklemez környezetében viszont nő a pozitív ionok száma. A két lemezt vezetékekkel kötöttük össze egy feszültségmérőn keresztül. Ezekben a vezetékekben az elektronok is elmozdulhatnak, hiszen a rézlemez pozitív, a cinklemez pedig negatív töltésű. Ezek a mozgások mind egyirányúak és elektromos áram indulna meg, ha a voltmérő nem lenne nagy ellenállású. Így körülbelül 1 V feszültséget mérhetünk. Ha gyümölcs helyett két főzőpoharat használunk és a rézlemez réz-szulfát oldatba, a cinklemez cink-szulfát oldatba merül, akkor az ún. Daniell-elemet kapjuk. Ilyenkor fontos, hogy a két főzőpohár között ún. sóhidat építsünk egy sósavba áztatott szűrőpapírral (hogy az ionok kedvükre vándorolhassanak).  A zöldségekből vagy gyümölcsökből épített galvánelemek kb. 1 voltnyi elektromos feszültséget szolgáltatnak, de persze sorba is köthetők. Ez a feszültség elegendő lehet például egy egyszerű elektronikus óra működtetéséhez.   Figyelem! Téves azt mondani, hogy az óra almával (naranccsal stb.) működik! A gyümölcs csak statiszta szerepet játszik, hiszen nedves húsa biztosítja a folyamatok lassúságát. Az igazán nélkülözhetetlen kellékek a fémlemezek.  Letöltés  A galvánelemekről szóló prezentáció  innen is letölthető (4,4 MB).

Csatlakozz hozzánk!

Ajánljuk

European Schoolnet Academy Ingyenes online tanfolyamok tanároknak
School Education Gateway Ingyenes tanfolyamok és sok más tanárok számára
ENABLE pilot Program iskoláknak a bullying ellen
eBiztonság Minősítés Minősítési rendszer oktatási intézményeknek